港灣高速公路新型通信網(wǎng)絡(luò)解決方案

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，IP通信模式得到了廣泛的應(yīng)用，并以其接入方式靈活、綜合成本低、帶寬利用率高等特點(diǎn)得到了包括運(yùn)營(yíng)商在內(nèi)的行業(yè)用戶的廣泛認(rèn)可。

步入21世紀(jì)，隨著人們對(duì)“通信”認(rèn)知程度的不斷提高，網(wǎng)絡(luò)也變得不再那么神秘。在各大運(yùn)營(yíng)商率先采用IP技術(shù)組網(wǎng)，解決規(guī)模用戶應(yīng)用取得成功之后，IP建網(wǎng)方案便在短時(shí)間內(nèi)取得了廣大用戶的認(rèn)可。政府、教育、水利乃至軍隊(duì)、金融、電力、鐵路等對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全性、穩(wěn)定性、先進(jìn)性要求很高的行業(yè)，都先后對(duì)其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整和改造。

高速公路行業(yè)也不例外，在對(duì)通信系統(tǒng)(包括收費(fèi)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻監(jiān)控等業(yè)務(wù)需求)進(jìn)行充分的分析后，提出了“技術(shù)和業(yè)務(wù)雙重驅(qū)動(dòng)下的高速公路新型通信網(wǎng)絡(luò)”的建網(wǎng)策略——全I(xiàn)P架構(gòu)路段通信系統(tǒng)，并在西部開發(fā)通道上海至西安高速公路河南境內(nèi)的葉集至信陽(yáng)段高速公路(以下簡(jiǎn)稱“葉信高速公路”)取得了實(shí)際應(yīng)用。

一、葉集至信陽(yáng)段高速公路情況概述

葉信高速公路東起安徽省六安市葉集鎮(zhèn)，西止于107國(guó)道，先后與阿深高速公路和京珠高速公路相交叉，與在建的信陽(yáng)至南陽(yáng)高速公路相連接，全長(zhǎng)185.4公里，是國(guó)家規(guī)劃的西部開發(fā)通道上海至西安高速公路河南境內(nèi)的重要一段，也是河南省“十五”規(guī)劃建設(shè)的高速公路重點(diǎn)項(xiàng)目。

葉信高速公路沿線設(shè)主線收費(fèi)站1處，匝道收費(fèi)站8處(固始收費(fèi)站、商城收費(fèi)站、潢川收費(fèi)站、光山收費(fèi)站、仙居收費(fèi)站、羅山收費(fèi)站、信陽(yáng)新區(qū)收費(fèi)站和信陽(yáng)西收費(fèi)站)，服務(wù)區(qū)3處(商城服務(wù)區(qū)、光山服務(wù)區(qū)、羅山服務(wù)區(qū))。

葉信高速公路于2005年12月8日建成通車，現(xiàn)已接入河南省路網(wǎng)，整個(gè)通信系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

二、通信系統(tǒng)實(shí)施方案的需求分析

1、技術(shù)類型對(duì)比

河南省是我國(guó)貫穿南北、東西的交通要省，經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)，高速公路各路段骨干傳輸系統(tǒng)已初具規(guī)模，并廣泛采用了基于TDM方式的MSTP傳輸模式。對(duì)于接入網(wǎng)而言，基本延用了上世紀(jì)90年代中期的設(shè)計(jì)方案，采用窄帶ONU與OLT配合組網(wǎng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)及語(yǔ)音接入，并通過(guò)V5接口實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)與通信監(jiān)控分中心的程控交換機(jī)對(duì)接，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音的處理。確切地說(shuō)，目前大多已投入使用的高速公路通信系統(tǒng)，其實(shí)施方案基本是“MSTP傳輸技術(shù)(中心及各站點(diǎn))+窄帶接入網(wǎng)技術(shù)+程控交換技術(shù)”的整合。

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，IP通信模式得到了廣泛的應(yīng)用，并以其接入方式靈活、綜合成本低、帶寬利用率高等特點(diǎn)得到了包括運(yùn)營(yíng)商在內(nèi)的行業(yè)用戶的廣泛認(rèn)可。目前，該技術(shù)已經(jīng)成為了城域網(wǎng)的主流接入方式。在葉信高速公路通信系統(tǒng)建設(shè)前期，省內(nèi)外專家對(duì)各種通信技術(shù)進(jìn)行了全面、科學(xué)的分析比較，并結(jié)合交通行業(yè)未來(lái)通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，針對(duì)通信系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)際業(yè)務(wù)需求將原有的高速公路通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整。

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，IP通信模式得到了廣泛的應(yīng)用，并以其接入方式靈活、綜合成本低、帶寬利用率高等特點(diǎn)得到了包括運(yùn)營(yíng)商在內(nèi)的行業(yè)用戶的廣泛認(rèn)可。

如果說(shuō)早期的設(shè)計(jì)方案是“需求適應(yīng)技術(shù)”，那么優(yōu)化后的實(shí)施方案就是“技術(shù)適應(yīng)需求”。優(yōu)化方案保留了路段通信監(jiān)控分中心用于全省聯(lián)網(wǎng)的MSTP傳輸系統(tǒng)。對(duì)于接入網(wǎng)，優(yōu)化方案則完全采用了IP技術(shù)，采用多層智能交換設(shè)備組網(wǎng)，在提供多業(yè)務(wù)綜合接入的基礎(chǔ)上直接提供本地傳輸，并使各節(jié)點(diǎn)的設(shè)備形成千兆環(huán)網(wǎng)(具備萬(wàn)兆的擴(kuò)容、升級(jí)能力)。對(duì)于語(yǔ)音，優(yōu)化方案選擇了基于軟交換設(shè)計(jì)理念的語(yǔ)音系統(tǒng)解決方案，并考慮到與原方案的兼容，優(yōu)化方案采用了“IP+TDM”雙平面架構(gòu)的軟交換IP語(yǔ)音系統(tǒng)。確切地說(shuō)，優(yōu)化方案是“MSTP(中心)+IP綜合接入千兆環(huán)網(wǎng)技術(shù)+IP/TDM雙平面架構(gòu)軟交換語(yǔ)音技術(shù)”的整合。

2、業(yè)務(wù)承載分析

目前，大多數(shù)已投入使用的高速公路通信系統(tǒng)所承載的業(yè)務(wù)基本以窄帶控制信號(hào)、收費(fèi)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音為主，應(yīng)用原有的通信系統(tǒng)基本能夠滿足用戶的實(shí)際需求。而視頻監(jiān)控、OA辦公系統(tǒng)、會(huì)議電視系統(tǒng)等 則需要單獨(dú)建網(wǎng)，并通過(guò)各種不同的接口連接到原有網(wǎng)絡(luò)，這樣就造成資源浪費(fèi)、帶寬利用率不高、易形成傳輸瓶頸、對(duì)業(yè)務(wù)接入管理困難等諸多不利因素。

另外，高速公路建設(shè)越來(lái)越重視對(duì)道路實(shí)時(shí)信息的收集，為掌握更多的路況信息，管理單位對(duì)視頻監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)量及視頻的品質(zhì)要求會(huì)更高。隨著監(jiān)控點(diǎn)的增多，對(duì)于傳統(tǒng)接入網(wǎng)而言，如果仍采用E1接入方式，則對(duì)E1接口需求量過(guò)大，且設(shè)備的實(shí)際帶寬利用率非常低，資源浪費(fèi)比較嚴(yán)重;如果采用以太網(wǎng)板方式通過(guò)傳輸設(shè)備的以太接口進(jìn)行傳輸，則非常容易出現(xiàn)廣播風(fēng)暴(傳輸設(shè)備僅能提供基于二層協(xié)議的以太接口，不支持三層協(xié)議)，同時(shí)還會(huì)影響包括收費(fèi)數(shù)據(jù)在內(nèi)的各類數(shù)據(jù)的傳輸。

以上種種，基本都源于MSTP的分插容量有限、其環(huán)網(wǎng)50%的預(yù)留保護(hù)容量的利用率非常低、僅支持?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層以下的協(xié)議等，這也恰恰說(shuō)明應(yīng)用了近10年的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案已經(jīng)越來(lái)越難以繼續(xù)對(duì)新增業(yè)務(wù)以及增值業(yè)務(wù)提供完善的支撐。

3、創(chuàng)新引領(lǐng)未來(lái)

就技術(shù)本身而言，無(wú)論是對(duì)帶寬的動(dòng)態(tài)分配還是對(duì)業(yè)務(wù)的良好兼容和智能管理，IP技術(shù)都要優(yōu)于基于TDM方式的MSTP技術(shù)。加之IP技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和完善，各類協(xié)議已經(jīng)非常成熟并且都形成了相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，這就使得IP技術(shù)要比MSTP技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿?，?duì)高速公路行業(yè)而言更適宜作為路段內(nèi)通信系統(tǒng)的技術(shù)選擇。

就網(wǎng)絡(luò)本身的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)是智能化的、技術(shù)和業(yè)務(wù)雙重驅(qū)動(dòng)下的產(chǎn)物，要充分適應(yīng)需求多樣化、網(wǎng)絡(luò)扁平化的趨勢(shì)。并且，網(wǎng)絡(luò)本身要能夠根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求、不同的業(yè)務(wù)等級(jí)為用戶提供差異化的服務(wù)，這也正是IP網(wǎng)被廣泛認(rèn)可的理由之一。隨著IP技術(shù)的愈發(fā)成熟，采用IP技術(shù)的高速公路通信系統(tǒng)將有能力承擔(dān)更多的職責(zé)。通過(guò)完善的協(xié)議支撐實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音的分類承載，提供相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)服務(wù)以及完善的安全控制策略，并對(duì)包括報(bào)文分類、擁塞管理、擁塞避免、流量監(jiān)管與整形等QOS策略進(jìn)行完善的定義，真正實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一(既可理解為數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻的三網(wǎng)合一，也可理解為高速公路上機(jī)電系統(tǒng)通信、收費(fèi)、監(jiān)控的三網(wǎng)合一)。

三、技術(shù)和業(yè)務(wù)雙重驅(qū)動(dòng)下的優(yōu)化方案

在葉信高速公路通信系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中，制定了“滿足現(xiàn)有業(yè)務(wù)需求的同時(shí)，順應(yīng)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)”的實(shí)施策略?；诖?，葉信高速公路采用了全I(xiàn)P架構(gòu)路段通信系統(tǒng)實(shí)施方案。

為滿足全省聯(lián)網(wǎng)的要求，并考慮到省內(nèi)其他路段的設(shè)備部署情況，葉信高速公路通信系統(tǒng)保留了通信監(jiān)控分中心的MSTP傳輸系統(tǒng)。

為順應(yīng)未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)趨勢(shì)，葉信高速公路通信系統(tǒng)接入網(wǎng)部分的實(shí)施采用全I(xiàn)P建網(wǎng)方案，具體如下： 葉信高速公路路段網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)，采用港灣網(wǎng)絡(luò)有限公司生產(chǎn)的BigHammer6802多層智能核心交換機(jī)和FlexHammer5210-24安全智能交換機(jī)來(lái)構(gòu)建。

工程實(shí)施中，放置在各個(gè)收費(fèi)站的BigHammer6802多層智能核心交換機(jī)，隔站跳接，組成千兆環(huán)網(wǎng)(可平滑升級(jí)至萬(wàn)兆)，作為業(yè)務(wù)接入和網(wǎng)絡(luò)承載平臺(tái);放置在各個(gè)服務(wù)區(qū)的FlexHammer5210-24安全智能交換機(jī)，負(fù)責(zé)本地少量語(yǔ)音業(yè)務(wù)的接入和承載，作為網(wǎng)絡(luò)支鏈接入千兆環(huán)網(wǎng)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)先進(jìn)的以太網(wǎng)冗余環(huán)協(xié)議(ERRP)為環(huán)網(wǎng)提供毫秒級(jí)的保護(hù)倒換。智能的設(shè)備，構(gòu)建了智能的、安全的、易管理網(wǎng)絡(luò)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供不同等級(jí)的QOS保障和完善的訪問控制策略，以保證為不同業(yè)務(wù)種類提供差異化的服務(wù)，同時(shí)確保網(wǎng)絡(luò)的高安全性。

此外，各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備全部支持網(wǎng)絡(luò)層乃至傳輸層的主流協(xié)議，還為收費(fèi)、監(jiān)控、辦公、語(yǔ)音、會(huì)議等系統(tǒng)預(yù)留了充足的業(yè)務(wù)擴(kuò)展接口，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)承載的需要，從而降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的綜合建網(wǎng)成本，并且使增值業(yè)務(wù)的擴(kuò)展也更加便利。

四、解決方案技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)分析

葉信高速公路語(yǔ)音通信系統(tǒng)，采用港灣網(wǎng)絡(luò)有限公司生產(chǎn)的基于軟交換技術(shù)架構(gòu)的SoftCo系列產(chǎn)品來(lái)構(gòu)建。工程實(shí)施中，采用支持“IP/TDM雙平面架構(gòu)”的IP語(yǔ)音核心設(shè)備SoftCo5816以及IP語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)SoftUp1032AG來(lái)組建整個(gè)系統(tǒng)。放置在各個(gè)收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)的SoftUp1032AG負(fù)責(zé)本地電話及傳真的接入，提供與傳統(tǒng)TDM話音一樣的可靠性和話音質(zhì)量;放置在通信監(jiān)控分中心SoftCo5816負(fù)責(zé)整個(gè)路段語(yǔ)音系統(tǒng)的內(nèi)部交換和中繼出局。

整個(gè)系統(tǒng)支持H.323、SIP、MGCP等協(xié)議，具有較高的靈活性，兼容現(xiàn)有的各種網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)提供豐富的業(yè)務(wù)和便捷的管理。由于對(duì)MGCP協(xié)議的良好支持，使得號(hào)碼管理、設(shè)備管理、權(quán)限管理、配置管理、呼叫管理等日常運(yùn)維工作在分中心的SoftCo5816上即可全部實(shí)現(xiàn)，極大地方便了系統(tǒng)的后期運(yùn)維。

整個(gè)系統(tǒng)除支持本局基本呼叫、PSTN出局呼叫、PSTN入局呼叫、IP網(wǎng)出局呼叫、IP網(wǎng)入局呼叫、話務(wù)臺(tái)呼出、話務(wù)臺(tái)呼入在內(nèi)的基本業(yè)務(wù)外，還提供豐富的各類增值業(yè)務(wù)，例如縮位撥號(hào)、延遲熱線、立即熱線、呼出限制、會(huì)議電話、免打擾、惡意呼叫追查、鬧醒業(yè)務(wù)、無(wú)條件前轉(zhuǎn)、遇忙前轉(zhuǎn)、無(wú)應(yīng)答前轉(zhuǎn)、主叫號(hào)碼顯示、呼叫等待等，方便了日常的使用。

綜上所述，葉信高速公路通信系統(tǒng)合理的利用了IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，使系統(tǒng)本身具備了更加便于接入語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)和多媒體等業(yè)務(wù)的特性，同時(shí)也使高速公路通信系統(tǒng)建設(shè)突破了傳統(tǒng)建設(shè)方案僅能通過(guò)物理層、數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通的模式。此外，語(yǔ)音平臺(tái)依靠其雙平面架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)與IP通信平臺(tái)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，使兩大系統(tǒng)能夠很好的融合為一體，從而進(jìn)一步提高了整個(gè)通信系統(tǒng)的處理效能。